[发明专利]多自由度并联机构

说明书

本发明提供一种多自由度并联机构，其包括桥组件(2)和两个支撑组件(3)，每个支撑组件(3)均包括定位板(30)、第一活动件(31)、第二活动件(32)和支架(34)，定位板(30)包括第一导条(301)和第二导条(302)，支架(34)包括第一配对导条(341)和第二配对导条(342)，第一活动件(31)连接第一导条(301)和第一配对导条(341)，第二活动件(32)连接第二导条(302)和第二配对导条(342)，每个定位板(30)均与桥组件(2)转动连接、使桥组件(2)能够相对于任一个定位板(30)绕两个彼此不平行的轴线转动。根据本发明的多自由度并联机构，其结构紧凑、与桥组件相连的运动部件的运动惯量小，能在有限空间内实现精准的定位。

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及并联机器人的多自由度并联机构。

背景技术

从机构学的角度可以将机器人分为串联机器人和并联机器人两大类，相比于串联机器人，并联机器人具有刚度大、承载能力强、精度高和末端件惯性小等优势。

现有的并联机器人多采用完全对称设计，导致机器人整体体积较大，不能较好地适应较小的操作空间、或是不能使多台机器人在有限空间内同时布置。

最常见的并联机器人多为六自由度，例如专利US3295224A公开了一种用于运动模拟的并联机器人。然而并联机器人具有完全六自由度的代价往往是每个自由度的运动空间被大致均分了，对于某些在特定方向具有更大运动空间的需求则不能很好满足。因此，人们根据特定需求限制了某些方向的自由度，换取其他方向更大的运动空间，这方面应用最广的是用于拾取操作的并联机器人，多数提供了三平动一转动的自由度，例如，专利CN105729450B公开了一种四自由度并联机构，该机构能实现动平台的三平动一转动的自由度，而不能实现动平台绕y轴或绕x轴的转动。又如，专利WO2009053506A1公开了一种四自由度的并联机器人，其支撑部使用了多个不共面的四连杆机构，这些不共面的四连杆机构的运动互相制约，使得终端的动平台不能实现两平动两转动的自由度。

然而，在例如手术机器人或者机床等应用中，需要控制刀具至少两平动两转动的自由度，上述提供三平动一转动的并联机构并不适用。

专利申请CN201810316148.4提供了一种具有至少两平动两转动的自由度的导向机构。该导向机构包括两个用于支撑桥的支撑组件和给桥组件定位的活动组件，然而，由于活动组件将两个不同方向上的运动叠加在一起，控制运动的电机也被集成于活动组件，因此活动组件的运动惯量较大。

发明内容

本发明的目的在于克服或至少减轻上述现有技术存在的不足，提供一种多自由度并联机构。

本发明提供一种多自由度并联机构，其包括桥组件和两个支撑组件，其中，

每个所述支撑组件均包括定位板、第一活动件、第二活动件和支架，

所述定位板包括不平行的第一导条和第二导条，所述支架包括不平行的第一配对导条和第二配对导条；

所述第一活动件连接所述第一导条和所述第一配对导条，所述第二活动件连接所述第二导条和所述第二配对导条；

所述第一活动件能够受驱动地沿所述第一配对导条运动，所述第二活动件能够受驱动地沿所述第二配对导条运动，且所述第一活动件在与所述定位板发生相对运动的过程中受所述第一导条的导引，所述第二活动件在与所述定位板发生相对运动的过程中受所述第二导条的导引，所述第一导条在运动过程中具有与所述第一配对导条不平行的状态，所述第二导条在运动过程中具有与所述第二配对导条不平行的状态；

两个所述定位板在第一方向上间隔开，每个所述定位板均与所述桥组件转动连接、使得所述桥组件能够相对于任一个所述定位板绕两个彼此不平行的轴线转动，轴线与第一方向不平行，优选地，所述桥组件能够相对于任一个所述定位板绕两个互相垂直的轴线转动；

所述桥组件具有至少两个平动自由度和两个转动自由度。